張明煒，龔 亮，宋甜甜

（河南省巖石礦物測試中心，河南 鄭州 450012）

通過實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，自可持續(xù)發(fā)展理念被提出以來，我國政府加大力度對各種資源進(jìn)行相應(yīng)的管控。礦產(chǎn)資源作為一種能被重復(fù)利用的自然資源，受到了廣泛關(guān)注。這種資源在實(shí)際應(yīng)用過程中可以發(fā)揮良好的效果。為了讓采礦企業(yè)在市場中實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展，相關(guān)管理人員要結(jié)合時代發(fā)展特點(diǎn)進(jìn)行充分了解和分析，進(jìn)而合理應(yīng)用礦產(chǎn)資源測試技術(shù)，有效處理各種問題，促進(jìn)我國社會良好發(fā)展[1-2]。

1 巖石礦物的種類及特征

通常情況下，我國礦產(chǎn)資源有著分布范圍較廣且不均勻的特點(diǎn)。巖石礦物是一種由不同元素組成的聚合物，產(chǎn)生于地殼內(nèi)部運(yùn)動，地質(zhì)作用是巖石礦物形成的核心條件。另外，我國不同的地區(qū)有不同類型的地質(zhì)活動，在地質(zhì)應(yīng)用層面也有一定程度的差異。這就要求相關(guān)采礦企業(yè)高度重視巖石礦物設(shè)計環(huán)節(jié)，充分考慮巖石礦物組合形式與化學(xué)元素種類，進(jìn)而開展各個方面的工作。根據(jù)相關(guān)調(diào)查，礦物資源的分布和含量沒有規(guī)律，雖然礦物種類比較多，但是人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫闹饕翘妓猁}類、含氧類礦物，而各個領(lǐng)域在發(fā)展過程中對礦產(chǎn)資源有較大的需求，這就要求采礦企業(yè)加大礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)和挖掘力度。

2 開展巖石礦物分析測試工作的意義

巖石礦物分析測試工作在礦產(chǎn)企業(yè)發(fā)展過程中占據(jù)重要地位，相關(guān)管理人員可以通過該工作對地質(zhì)情況進(jìn)行充分的了解和分析，在確保各個方面地質(zhì)工作正常開展的同時，還能在防范地質(zhì)災(zāi)害的過程中發(fā)揮良好的作用。巖石礦物分析測試工作涉及各種各樣的數(shù)據(jù)信息，工作人員要及時收集和整理這些數(shù)據(jù)信息，提高數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性和有效性，為后續(xù)分析地球環(huán)境與地質(zhì)情況等方面工作提供有效的參考依據(jù)[3-4]。

2.1 巖石礦物分析測試工作在礦產(chǎn)物質(zhì)普查中的重要作用

從目前的情況看來，地質(zhì)巖石礦物分析測試工作與建筑工程、地質(zhì)工程等方面有著緊密的聯(lián)系，科學(xué)的礦物分析測試工作不僅能提供真實(shí)有效的地質(zhì)資料，還能對地質(zhì)資源的深入整合和利用起到推動作用。另外，礦物分析測試工作還可以在礦產(chǎn)物質(zhì)普查中發(fā)揮良好的作用，工作人員在開展地質(zhì)改造工作時，能從中獲取關(guān)鍵信息，進(jìn)而在一定程度上降低各種地質(zhì)災(zāi)害問題出現(xiàn)的頻率。

2.2 評價巖石礦物分析測試工作

地質(zhì)活動往往會產(chǎn)生一些巖石礦物，這些巖石礦物在化學(xué)反應(yīng)和物理作用下會產(chǎn)生相應(yīng)的礦物元素，相關(guān)工作人員可以應(yīng)用礦物分析測試技術(shù)，充分了解巖石內(nèi)部存在的化學(xué)元素和其他礦物質(zhì)。采礦企業(yè)開展巖石礦物分析測試工作能對巖石礦物分析進(jìn)行科學(xué)的評價，進(jìn)而充分發(fā)揮巖石礦物自身的應(yīng)用價值和經(jīng)濟(jì)價值，對未來礦物開采和利用起到良好的促進(jìn)作用。

3 地質(zhì)巖石礦物成分分析測試方式分析

3.1 經(jīng)典化學(xué)成分測試

經(jīng)典化學(xué)成分測試主要是基于化學(xué)反應(yīng)定性與定量分析樣品的化學(xué)成分，也被稱為濕法分析，包括重量法、容量法以及比色法等，具有較高的準(zhǔn)確性，但是研究時間較長，會用到大量樣品，靈敏度一般。因此，不適用于對稀土元素的分析。

3.2 發(fā)射光譜探究（AES）

發(fā)射光譜探究的原理在于利用電弧、火花等激發(fā)光源讓試樣轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)原子，同時激發(fā)氣態(tài)原子外層電子由基態(tài)向高能級的轉(zhuǎn)變。由于巖石礦物內(nèi)部不同類型原子的構(gòu)造均不同，利用光源進(jìn)行激發(fā)能讓樣品內(nèi)部不同類型的元素均發(fā)射出自身獨(dú)特的光譜。其中，攝譜法是光譜定性探究的常用方式，只要樣品內(nèi)部存在的元素含量達(dá)到相應(yīng)數(shù)值，在感光板上就能產(chǎn)生譜線攝譜。該方式具有效率高、操作簡便、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)，可以在數(shù)個小時內(nèi)將其中的元素定性檢測出來，因此被廣泛運(yùn)用于元素定性檢測工作。具體的測定工作分為以下兩方面：（1）實(shí)時比較標(biāo)準(zhǔn)試樣的相關(guān)光譜，將同一光板上并列且要求深入檢測元素的純物質(zhì)以及純化合物試樣攝取出來，使試樣以及純物質(zhì)光譜有效顯示在映譜儀中，若有兩條譜線存在于同一波長處，則表明某一元素存在于某個譜線中。這種方式能定性分析樣品中的特定元素，但無法綜合探究光譜。（2）鐵光譜比較法，也被稱為標(biāo)準(zhǔn)光譜比較法。該方式的原理在于并列攝譜樣品和純鐵。其中，鐵光譜譜線約有4 600條，同時各個譜線波長均得到了明確測定且在譜線表中均有詳細(xì)記載。對鐵光譜圖總標(biāo)插波長位置實(shí)施測定通常依據(jù)元素分析線的長短情況，然后根據(jù)元素特征線及其特有的譜線強(qiáng)度定量和定性分析譜線強(qiáng)度，該方式也被稱為原子發(fā)射光譜法，常用于地質(zhì)、鐵鋼合金以及環(huán)境保護(hù)等試驗(yàn)測定工作，并按照相應(yīng)順序進(jìn)行半定量、定量以及定性研究[5-6]。

3.3 原子吸收光譜（AAS）

原子吸收光譜的原理是利用氣態(tài)元素基態(tài)原子進(jìn)一步吸收此元素的原子、產(chǎn)生共振輻射來分析與測定部分非金屬離子和水溶液中金屬離子的含量，得到了大范圍的運(yùn)用。該方式具有精準(zhǔn)度高、效率高、干擾少、穩(wěn)定性好、檢出限低等優(yōu)勢，數(shù)量級在10-9～10-6，也能用于常量分析，比較適用于測定沸點(diǎn)低的金屬元素和易原子化金屬元素，但是每次只能測定一類元素。

3.4 X射線衍射（XRD）

X射線是一類波長在0.0 0 5～10.0 0 0 n m、含有2.5×105～1.2×102eⅤ高能量的電磁波，是原子內(nèi)層電子在高速運(yùn)動電子流的不斷影響下形成躍遷而進(jìn)一步發(fā)射的電磁輻射。采用該方式可以合理記錄X射線衍射線，獲取不同類型的X射線衍射圖譜并進(jìn)行分析與研究，測定樣品的特征，包括材料的元素構(gòu)成、晶體結(jié)構(gòu)、組織、構(gòu)造、元素的缺陷結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度、晶粒尺寸以及結(jié)構(gòu)應(yīng)變等。

3.5 電子探針顯微分析（EPMA）

電子探針顯微分析的原理是使用高能電子束處理物質(zhì)，進(jìn)而獲得俄歇電子、特征X射線等二次電子，對樣品表面的微區(qū)成分與微米級物質(zhì)成分進(jìn)行分析。根據(jù)顯微圖像，能發(fā)現(xiàn)微觀性質(zhì)對材料宏觀性能產(chǎn)生的影響，主要適用于1Na-92U（能譜分析）以及5B-92U（波譜分析），能直接分析光片、礦物撥片以及巖石中確定的微區(qū)，不會損壞樣品，因此也被稱為樣品無損分析方式。

4 地質(zhì)巖石礦物分析測試技術(shù)

采礦企業(yè)對巖石礦物的探究過程涉及較多環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)也有一定的復(fù)雜性特點(diǎn)。巖石礦物探究工作與礦物質(zhì)的勘探之間有著緊密的聯(lián)系，如果前者存在問題，后者就無法達(dá)到預(yù)期的效果。采礦企業(yè)在對巖石礦物進(jìn)行探究之前，要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行充分分析，在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用理論知識合理制定探究方案，以準(zhǔn)確判斷巖石礦物的各種經(jīng)濟(jì)價值指標(biāo)，確保整體的礦物回收工作能夠正常開展。與此同時，相關(guān)工作人員還要高度重視對巖石礦物的探究細(xì)節(jié)，充分利用每一個有用的礦物，最大限度地發(fā)揮礦物的經(jīng)濟(jì)價值[7]。

4.1 對巖石礦物相關(guān)樣品的研究

采礦企業(yè)在開展巖石礦物的測試和分析工作之前，要嚴(yán)格按照相關(guān)要求和規(guī)定對礦物樣本進(jìn)行有效采集，在此過程中，通過專業(yè)容器妥善保存樣本并及時送到檢測實(shí)驗(yàn)室，由專業(yè)人員開展檢測和分析工作。通常情況下，檢測和分析內(nèi)容不僅包括礦物樣本的質(zhì)量和種類，還要對礦物樣本的其他因素進(jìn)行全方位測量，并及時記錄分析結(jié)果。此外，工作人員要嚴(yán)格控制巖石樣品的質(zhì)量。如果樣品過重，工作人員可以充分應(yīng)用粉碎設(shè)備對巖石進(jìn)行粉碎處理，挑選出質(zhì)量合適的樣品進(jìn)行測量和分析。

4.2 對巖石開展定性測量

采礦企業(yè)要指派專業(yè)的人員嚴(yán)格按照試驗(yàn)流程和操作流程對樣品進(jìn)行初期加工，進(jìn)而提高地質(zhì)巖石礦物的測量精確性，之后還要開展定性分析和定量分析，測試研究過程中要對每一次得出的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時記錄，并從中找出精確性最高的測試結(jié)果作為主要參考依據(jù)。工作人員要充分分析和了解元素光譜圖，在此基礎(chǔ)上對其進(jìn)行充分應(yīng)用，進(jìn)而對地質(zhì)巖石礦物進(jìn)行科學(xué)的測量和分析，這樣不僅能讓工作人員充分掌握巖石樣本的特性和品質(zhì)，還能對巖石礦物樣本內(nèi)部的各種元素成分及含量進(jìn)行充分了解，為后期各個方面工作的正常開展奠定良好的基礎(chǔ)。另外，工作人員還要根據(jù)巖石礦物樣本內(nèi)部元素含量對測量策略進(jìn)行合理的選擇，還要對巖石礦物各方面特點(diǎn)進(jìn)行充分分析，這樣才可以將巖石礦物樣本的深入保護(hù)工作落到實(shí)處。

4.3 選擇合理的檢測方法

測量結(jié)果的準(zhǔn)確性與測量方法有緊密的聯(lián)系，因此，相關(guān)工作人員要高度重視測量方法的選擇，結(jié)合實(shí)際情況制定合理的巖石礦物測量方案。在實(shí)際開展測定工作之前，相關(guān)人員要充分考慮巖石礦物內(nèi)部元素的品種和含量，確保制定的測量方案與實(shí)際情況相符，進(jìn)一步提高測量方案的科學(xué)性和有效性。在此過程中，相關(guān)人員要合理應(yīng)用相關(guān)儀器和技術(shù)科學(xué)測定礦物元素，并將測定結(jié)果與礦物元素的實(shí)際含量進(jìn)行對比，進(jìn)而判斷測量方案的準(zhǔn)確性。此外，在測量過程中還會涉及一些要求比較高的測定實(shí)驗(yàn)，工作人員要合理應(yīng)用質(zhì)量測定方案，嚴(yán)格控制測量誤差，提高測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.4 根據(jù)測定結(jié)果確定研究方案

在地質(zhì)巖石礦物分析測試工作中，研究方案的制定是非常重要且復(fù)雜的環(huán)節(jié)。在實(shí)際測試過程中，往往出現(xiàn)不同分離策略的協(xié)同與配合，要求工作人員具有扎實(shí)的專業(yè)理論知識基礎(chǔ)和豐富的操作經(jīng)驗(yàn)。在確定研究方案的過程中，工作人員應(yīng)考慮地質(zhì)巖石礦物的具體分析測試策略與技術(shù)，并且在具體操作時針對全分析與簡分析的進(jìn)程，盡可能選用具有較強(qiáng)綜合性與系統(tǒng)性的研究方案。具體而言，在分析地質(zhì)巖石礦物樣品后，可以按照特定順序?qū)⑷芤撼槿〕鰜恚凑找?guī)定流程實(shí)施分組測定，這一過程要用到化學(xué)法和專業(yè)的儀器設(shè)備。

4.5 核查分析結(jié)果

地質(zhì)巖石礦物的分析與測定結(jié)果能反映礦物的整體價值，并且能有效指導(dǎo)未來地質(zhì)找礦工作、礦山采掘價值判斷、礦山存儲量確定等工作的開展。因此，確保分析測定結(jié)果的可靠性與精準(zhǔn)性尤為重要，落實(shí)結(jié)果的核查工作不可忽視。對分析結(jié)果的核查主要包括兩方面：（1）找出分析測試過程中的不足；（2）詳細(xì)分析與核查測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，保證分析測試工作的質(zhì)量。明確研究方案后，工作人員務(wù)必根據(jù)相應(yīng)規(guī)程分析與核查結(jié)果，確保其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。如果在核查過程中發(fā)現(xiàn)結(jié)果不達(dá)標(biāo)，必須禁止將礦物運(yùn)用于地質(zhì)巖石礦物成分分析以及地質(zhì)部門工作中。

5 結(jié)語

地質(zhì)巖石礦物測試技術(shù)對采礦行業(yè)的發(fā)展有重要作用，相關(guān)管理人員要對該技術(shù)予以高度重視，結(jié)合實(shí)際情況對其進(jìn)行充分應(yīng)用，最大限度地發(fā)揮該技術(shù)的作用。另外，工作人員也要提高自身的專業(yè)素質(zhì)和知識水平，嚴(yán)格按照流程開展測量工作。